DE102006040023A1

DE102006040023A1 - Method for producing at least two flat functional surfaces running parallel to one another on a pipe

Info

Publication number: DE102006040023A1
Application number: DE102006040023A
Authority: DE
Inventors: Kurt Prof. Dr.-Ing. habil. Steinhoff; Ursula Weidig; Klaus Hübner
Original assignee: FEMUTEC INGENIEURGESELLSCHAFT MBH; FEMUTEC INGENIEURGMBH; Universitaet Kassel
Current assignee: GE Vernova GmbH
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-20
Also published as: US20100000073A1; WO2008022626A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Funktionsflächen auf einem Rohr mit kurvenförmigem, z. B. rundem oder vieleckigem Querschnitt, wobei die Länge der jeweiligen Funktionsfläche sich vorzugsweise nur über einen Teil der Länge des Rohres erstreckt, zwischen zwei in einem Walzengerüst angeordneten glattzylindrischen Walzen, wobei entsprechend der gewünschten flächigen Erstreckung der Funktionsflächen das Rohr entsprechend dem gewünschten Umformgrad mindestens einmal, vorzugsweise mehrere Male, zwischen den Walzen hindurchgeführt wird.The invention relates to a method for producing at least two mutually parallel planar functional surfaces on a tube with curved, z. B. round or polygonal cross-section, wherein the length of the respective functional surface preferably extends over only a portion of the length of the tube, between two arranged in a roll stand smooth cylindrical rollers, wherein according to the desired areal extent of the functional surfaces of the tube according to the desired degree of deformation at least once , preferably several times, is passed between the rollers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Funktionsflächen auf einem Rohr mit kurvenförmigem, z. B. rundem oder vieleckigem Querschnitt.The The present invention relates to a process for the preparation of at least two mutually parallel planar functional surfaces on a Tube with curved, z. B. round or polygonal cross-section.

Unter einem Rohr versteht man gemeinhin einen länglichen, runden oder vieleckigen Gegenstand, der innen hohl ist.Under A tube is commonly understood to be an oblong, round or polygonal one Object that is hollow inside.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren der eingangs Art, mit welchem ein Rohr beliebiger Querschnittsform auf ebene Funktionsflächen aufgebracht werden können, um beispielsweise ein solches Rohr an einen anderen, zumindest im Bereich der Verbindungsstelle, ebenen Gegenstand anschrauben oder sonst wie verbinden zu können.object The invention is now a method of the initially type, with which a tube of any cross-sectional shape applied to flat functional surfaces can be for example, such a pipe to another, at least in Area of the joint, screw flat object or otherwise how to connect.

In diesem Zusammenhang ist bereits bekannt, im Wege der Umformung durch profilierte Walzen solche Querschnittsformen mit ebenen Funktionsflächen herzustellen. Darüber hinaus ist bekannt, mittels Innenhochdruckumformung (IHU) derartige Funktionsflächen an einem Hohlkörper, z. B. Rohre, vorzusehen. Bei dem IHU Verfahren wird das Innere eines solchen Hohlkörpers entweder im kalten oder im erwärmten Zustand mit einem unter Druck stehenden Medium beaufschlagt, wobei durch das Medium der Hohlkörper in eine ihn umgebende Kavität eingeformt wird. Nachteilig beim Umformen mit profilierten Walzen ist, dass für eine jede Querschnittsform eine andere Walzengeometrie erforderlich ist. Gleiches gilt vom Grundsatz her auch für das IHU Verfahren insofern, als dort für jede gewünschte Querschnittform eine andere Kavität erforderlich ist. Das heißt zusammenfassend, dass diese Verfahren sehr aufwändig sind, da entweder für jede Querschnittsform eine gesonderte Walze oder eine gesonderte Kavität hergestellt werden muss.In This relationship is already known, by way of forming by profiled rollers produce such cross-sectional shapes with flat functional surfaces. About that In addition, it is known, by means of hydroforming (IHU) such functional surfaces a hollow body, z. As pipes to provide. In the IHU process, the interior of a such a hollow body either in cold or in heated Condition applied to a pressurized medium, wherein through the medium of the hollow body into a surrounding cavity is formed. A disadvantage when forming with profiled rollers is that for Each cross-sectional shape requires a different roll geometry is. The same applies in principle to the IHU process insofar, as there for any desired Cross-sectional shape another cavity is required. In summary, that means that these procedures are very expensive there either for each cross-sectional shape is a separate roll or a separate roll cavity must be made.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem wesentlich preiswerter die Herstellung von ebenen Funktionsflächen unterschiedlichster Art auf langgestreckten Rohren unterschiedlichster Querschnittsformen anzubringen ist.Of the The invention is therefore based on the object, a method of the initially to provide said type, with which much cheaper the Production of flat functional surfaces of various kinds on elongated pipes of various cross-sectional shapes is to be attached.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Funktionsflächen auf einem Rohr mit kurvenförmigem oder vieleckigem Querschnitt vorgeschlagen, wobei die Länge der jeweiligen Funktionsfläche sich vorzugsweise über einen Teil der Länge des Rohres erstrecken, wobei zwei in einem Walzengerüst angeordnete glattzylindrische Walzen vorgesehen sind, wobei entsprechend der gewünschten flächigen Erstreckung der Funktionsflächen das Rohr entsprechend dem gewünschten Umformgrad mindestens einmal, vorzugsweise mehrere Male zwischen den Walzen bei gegebenenfalls unterschiedlichem Zustellgrad der Walzen hindurchgeführt wird. Hieraus wird deutlich, dass ein auf diese Weise bearbeitetes Rohr auf zwei Seiten zwei parallel zueinander verlaufende ebene Funktionsflächen aufweist, wohingegen die Seitenkanten nach wie vor gewölbt ausgebildet sind.to solution The object is a method according to the invention for producing at least two mutually parallel flat functional surfaces on a tube with curved or polygonal cross-section, the length of the respective functional area preferably via a part of the length extend the tube, wherein two arranged in a roll stand smooth cylindrical rollers are provided, according to the desired flat Extension of the functional surfaces the pipe according to the desired Forming degree at least once, preferably several times between the rollers with optionally different delivery of the Rolled passed becomes. From this it becomes clear that a pipe machined in this way has two mutually parallel planar functional surfaces on two sides, whereas the side edges are still arched.

Zur Erzeugung eines vieleckigen Querschnitts eines Rohres wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Rohr nach ein oder mehreren Bearbeitungszyklen um einen Winkel zu drehen, um dann im gedrehten Zustand wiederum entsprechend dem gewünschten Umformgrad mindestens einmal das Rohr zwischen den Walzen hindurch zu führen. Hierbei wird derart vorgegangen, dass die Bearbeitung zunächst in einer Ausgangswinkellange erfolgt, dann die Bearbeitung im verdrehten Zustand vorgenommen wird, um dann abwechselnd zwischen den beiden Winkellagen während der Bearbeitung zu wechseln, jeweils in Abhängigkeit von dem gewünschten Verformungsgrad, der gewünschten Ecken- oder Kantenausbildung sowie auch schlussendlich der Materialeigenschaften bedingt durch das Verformungsverhalten.to Generation of a polygonal cross-section of a pipe is proposed according to the invention, the pipe after one or more machining cycles by an angle to turn, then turn in the rotated state according to the desired Forming degree at least once the tube between the rollers respectively. Here, the procedure is such that the processing first in an exit angle long, then the processing in the twisted State is made, then alternately between the two Angular positions during to change the machining, depending on the desired degree of deformation, the desired Corner or edge formation as well as finally the material properties due to the deformation behavior.

Insofern ist weiterhin vorgesehen, dass das Hindurchführen des Rohres bei unterschiedlicher Zustellung der Walzen, d. h. unterschiedlicher Spalthöhe, zwischen den Walzen erfolgt. Die Größe der Zustellung der Walzen bei jedem Stich, d. h. bei jedem Durchführen des Rohres durch die Walzen, ist zum einen materialabhängig, darüber hinaus abhängig von der Temperatur des Werkstückes im Umformbereich und des Weiteren abhängig von dem gewünschten Umformgrad.insofar is further provided that the passage of the pipe at different Delivery of rolls, d. H. different gap height, between the rollers takes place. The size of the delivery the rolls at each stitch, d. H. every time you perform the Tube through the rollers, is dependent on the material, beyond depending on the temperature of the workpiece in the forming area and further depending on the desired Deformation.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rohr im Bereich der Umformstrecke erwärmt ist. Durch die Erwärmung des Materials ändert sich die Verformbarkeit des Materials, was wiederum Einfluss auf die Anzahl der Wiederholungen der Stiche, d. h. der Anzahl der Durchführungen durch die Walzen hat.To Another feature of the invention is that the tube heated in the region of the forming section is. By the warming of the material changes the deformability of the material, which in turn affects the number of repetitions of the stitches, d. H. the number of bushings through the rollers.

Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rohr während der Umformung gestaucht wird oder unter Zugbeanspruchung steht, ganz in Abhängigkeit davon, welche Querschnittsform gewünscht ist. Bei einem Rohr, das unter Zugbeanspruchung steht, findet eine Verminderung der Querschnittsfläche statt, wobei insbesondere auch eine Verminderung der Wanddicke erfolgt.To a further special feature of the invention is provided that the tube while the deformation is compressed or under tensile stress, completely in dependence of which cross-sectional shape is desired. For a pipe, which is under tensile stress, there is a reduction of the cross-sectional area, in particular, a reduction of the wall thickness takes place.

Die Anzahl der Zustellungen in den gewünschten Winkellagen bestimmt auch den Übergangsradius zwischen den ebenen Funktionsflächen. Das heißt, je höher die Anzahl der Abfolgen der Umformungen in jeder Winkellage ist, umso geringer ist schlussendlich der Übergangsradius zwischen den in dieser Weise umgeformten Flächen des Rohres.The number of infeeds in the desired angular positions also determines the transition radius between the flat functional surfaces. That is, the higher the number of turns of the transformations in each angular position, the smaller is the transition radius between the thus converted surfaces of the tube.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.Based the drawing, the invention is explained in more detail below by way of example.

Die Zeichnung stellt hierbei lediglich eine schematische Darstellung der Vorrichtung dar. Es sind zwei Halterungen 1 und 2 vorgesehen, zwischen denen das Rohr 3 unverdrehbar eingespannt ist. Dieses Rohr 3 wird reversierend zwischen den beiden Walzen 4 und 5 hindurchgeführt, wobei zwei Fälle zu unterscheiden sind. Ist die Geschwindigkeit V₀ > V₁ = V₂, so findet eine Dehnung des Rohres 3 statt, d. h. die Wanddicke des Rohres wird sich während der Umformung vermindern. Ist hingegen die Geschwindigkeit V₀ < V₁ = V₂, so wird eine Erhöhung der Wanddicke zu verzeichnen sein. Die Zone der höchsten Erwärmung liegt bei dem zu bearbeitenden Rohr immer unmittelbar vor dem Eingriff der Walzen an das Werkstück. Dies deshalb, weil dies die Zone ist, die unmittelbar vor der Umformung steht.The drawing represents here only a schematic representation of the device. There are two brackets 1 and 2 provided, between which the pipe 3 is clamped non-rotatably. This pipe 3 is reversing between the two rolls 4 and 5 two cases are to be distinguished. If the velocity V ₀ > V ₁ = V ₂ , then an elongation of the tube takes place 3 instead, ie the wall thickness of the tube will decrease during forming. If, however, the velocity V ₀ <V ₁ = V ₂ , then an increase in the wall thickness will be recorded. The zone of highest heating is always at the pipe to be machined immediately before the engagement of the rollers to the workpiece. This is because this is the zone that is about to be formed.

Claims

Process for the preparation of at least two parallel to each other running flat functional surfaces a tube with a curved, z. B. round or polygonal, cross-section, the length of the respective functional area preferably only about a part of the length extends between the tube in a roll stand smooth cylindrical rollers, wherein according to the desired flat Extension of the functional surfaces the pipe according to the desired Forming degree at least once, preferably several times between passed through the rollers becomes.

Method according to claim 1, characterized in that that for generating a polygonal cross-section, the tube around a Angle is twisted and twisted in turn according to the desired Forming degree is passed at least once between the rollers.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the passage of the tube at different Delivery of rolls, d. H. different gap height between the rollers takes place.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that to produce a polygonal cross-section the pipe starting from the initial position by an angle between 10 ° and 90 ° twisted becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the tube is heated in the region of the forming section.

Method according to claim 5, characterized in that that the tube while the deformation is compressed.

Method according to claim 5, characterized in that that the tube while the deformation is under tensile stress.